Результаты исследования термочувствительных свойств композиций на основе хитозана лактата. Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Введение. Разработка стимулочувствительных систем доставки лекарств (in situ систем) является одним из активно развивающихся направлений фармацевтической технологии. Такие системы обеспечивают устойчивое и контролируемое высвобождение действующего вещества, благодаря особому переходу «золь-гель». In situ системы представляют собой растворы, которые в различных физиологических условиях переходят в гидрогель. Переход раствора в гидрогель зависит от различных факторов, таких как температура, изменение pH, УФ-излучение, присутствие определенных молекул или ионов. Основой для создания in situ систем являются биополимеры, например экономически доступный, биоразлагаемый и биосовместимый полимер хитозан, что позволяет считать его перспективным сырьем для получения гидрогелей. Утверждается, что растворы солей хитозана, обладают стимулочувствительными свойствами, такими как pH- и термочувствительность, однако в композицию подобных систем обычно входят сшивающие агенты, которые могут обладать собственной фармакологической и/или токсической активностью.

Цель исследования – проверка гипотезы о термочувствительности гидрогелей на основе хитозана лактата, изготовленных без сшивающих агентов.

Материал и методы. Проведены скрининговые эксперименты по получению и исследованию свойств хитозана лактата. Получены опытные образцы для проверки способности гидрогелей к термочувствительному переходу без вспомогательных сшивающих веществ и оценки свойств гидрогелей на основе хитозана при различных значениях температуры.

Результаты. В результате проведенных экспериментов установлено, что исследуемые растворы не способны к термочувствительному фазовому переходу. Однако в процессе экспериментов получены образцы гидрогелей на основе хитозана и молочной кислоты, обладающие отличными друг от друга органолептическими и физическими свойствами в зависимости от концентрации молочной кислоты.

Выводы. По итогам проведенного скринингового исследования опровергнута гипотеза о способности к термочувствительному переходу у растворов хитозана лактата без добавления сшивающих агентов. Данный вопрос требует дальнейшего изучения с использованием методов, позволяющих оценить глубинные изменения в молекулярной структуре полимера в ходе гелеобразования при изменении температуры раствора. Также доказана способность хитозана к образованию гидрогелей в водных растворах с низкой концентрацией слабых органических кислот с pH в диапазоне от 5 до 6.

Об авторах

В. С. Пыжов

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: pyzhov_v_s@student.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0003-2174-7157

аспирант, кафедра фармацевтической технологии, Институт фармации имени А.П. Нелюбина

Россия, 119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр.2

Д. М. Власова

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)

Email: vlasova_d_m@student.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0002-9637-0502

студентка 5 курса образовательного департамента, Институт фармации им. А.П. Нелюбина

Россия, 119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр.2

Е. О. Бахрушина

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)

Email: bakhrushina_e_o@staff.sechenov.ru
ORCID iD: 0000-0001-8695-0346

к.фарм.н., доцент, доцент кафедры фармацевтической технологии, Институт фармации им. А.П. Нелюбина

Россия, 119991, Москва, ул. Трубецкая, 8, стр.2

Список литературы

  1. Lapasin R., Abrami M., Grassi M. , Šebenik U. Rheology of Laponite-scleroglucan hydrogels. Carbohydr. Polym. 2017; 168: 290–300.
  2. Furlani F., Rossi A., Grimaudo M.A. et al. Controlled Liposome Delivery from Chitosan-Based Thermosensitive Hydrogel for Regenerative Medicine. Int. J. Mol. Sci. 2022. 23(2): 894.
  3. Fiamingo A., Montembault A., Boitard S.E. et al. Chitosan Hydrogels for the Regeneration of Infarcted Myocardium: Preparation, Physicochemical Characterization, and Biological Evaluation. Biomacromolecules. 2016; 17(5): 1662–1672.
  4. Sacco P., Furlani F., De Marzo G. et al. Concepts for Developing Physical Gels of Chitosan and of Chitosan Derivatives. Gels. 2018; 4(3): 67.
  5. Ribeiro A.M., Flores-Sahagun T.H.S. Application of stimulus-sensitive polymers in wound healing formulation. International Journal of Polymeric Materials and Polymeric Biomaterials. 2019; 69(15): 979–989.
  6. Pieklarz K., Galita G., Tylman M. et al. Physico-Chemical Properties and Biocompatibility of Thermosensitive Chitosan Lactate and Chitosan Chloride Hydrogels Developed for Tissue Engineering Application. J. Funct. Biomater. 2021; 12(2): 37.
  7. Liu M., Zhu J., Song X. et al. Smart Hydrogel Formed by Alginate-g-Poly(N-isopropylacrylamide) and Chitosan through Polyelectrolyte Complexation and Its Controlled Release Properties. Gels. 2022; 8(7): 441.
  8. Schröder P., Cord-Landwehr S., Schönhoff M. et al. Composition and Charge Compensation in Chitosan/Gum Arabic Complex Coacervates in Dependence on pH and Salt Concentration. Biomacromolecules. 2023; 24(3): 1194–1208.
  9. Logigan C.-L., Delaite C., Popa M. et al. Poly(ethylene glycol) Methyl Ether Acrylate-Grafted Chitosan-Based Micro- and Nanoparticles as a Drug Delivery System for Antibiotics. Polymers (Basel). 2024; 16(1): 144.
  10. Racine L., Texier I., Auzély‐Velty R. Chitosan‐based hydrogels: recent design concepts to tailor properties and functions. Polym. Int. 2017; 66(7): 981–998.
  11. Ciptawati E., Takase H., Watanabe N.M. et al. Preparation and Characterization of Biodegradable Sponge-like Cryogel Particles of Chitosan via the Inverse Leidenfrost (iLF) Effect. ACS Omega. 2024; 9(2): 2383–2390.
  12. Abd El-Hady M.M., Saeed S.E.-S. Antibacterial Properties and pH Sensitive Swelling of In situ Formed Silver-Curcumin Nanocomposite Based Chitosan Hydrogel. Polymers (Basel). 2020; 12(11): 2451.
  13. Jiang G., Sun J., Ding F. PEG-g-chitosan thermosensitive hydrogel for implant drug delivery: Cytotoxicity, in vivo degradation and drug release. J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 2014; 25(3): 241–256.
  14. Sarwan T., Kumar P., Choonara Y.E., Pillay V. Hybrid Thermo-Responsive Polymer Systems and Their Biomedical Applications. Front. Mater. 2020; 7(73): 17.
  15. Dalvi A.V., Ravi P., Uppuluri Ch. et al. Thermosensitive nasal in situ gelling systems of rufinamide formulated using modified tamarind seed xyloglucan for direct nose-to-brain delivery: design, physical characterization, and in vivo evaluation. J. Pharm. 2021; 51: 199–211.
  16. Kong X., Houzong R., Fu J. et al. Application of a novel thermo‐sensitive injectable hydrogel in therapy in situ for drug accurate controlled release. J. Biomed. Mater. Res. Part B Appl. Biomater. 2020; 108(8): 3200–3216.
  17. Zarrintaj P., Jouyandeh M. , Ganjali M.R. et al. Thermo-sensitive polymers in medicine: A review. Eur. Polym. J. Elsevier Ltd, 2019; 117: 402–423.
  18. Wu D., Cai W.-M. The Precipitation of Temperature-sensitive in Chitosan-HCl Solution. Acta Phys. Chim. Sin. 2002; 18(6): 554–557.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. График зависимости кинематической вязкости растворов хитозана лактата от температуры

Скачать (164KB)
3. Рис. 2. Фото гелей, полученных в опытах № 14 (слева) и № 15 (справа)

Скачать (43KB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».